Παρά το γεγονός ότι η ίνα Kevlar εφευρέθηκε πριν από πολλά χρόνια, οι άνθρωποι εξακολουθούν να εκπλήσσονται από τις μοναδικές ιδιότητές της. Το υλικό έχει φέρει επανάσταση στον τομέα των υφασμάτων που έχουν σχεδιαστεί για προστασία λόγω των παραμέτρων και των χαρακτηριστικών του.
Κέβλαρ: Τι είναι τελικά;
Ένα ύφασμα κατασκευασμένο από συνθετικές ίνες με κρυσταλλική δομή ονομάζεται Kevlar. Η απίστευτη αντοχή του υφάσματος παρέχεται από τον δακτύλιο βενζολίου, ο οποίος βρίσκεται στην εγκάρσια τομή του κρυστάλλου. Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του, το υλικό είναι ισχυρότερο και πιο ανθεκτικό από το μέταλλο, ενώ είναι πολύ λεπτό και ελαφρύ.
Ο καθένας γνωρίζει το Kevlar διαφορετικά, ο καθένας μαθαίνει τι είναι από συγκεκριμένες καταστάσεις της ζωής. Οι σύγχρονοι νέοι είναι εξοικειωμένοι με το υλικό χάρη στο παιχνίδι Rast, στο οποίο οι χαρακτήρες καλούνται να αγοράσουν πανοπλίες και πυρομαχικά κατασκευασμένα από αυτό. Η παλαιότερη γενιά συνδέει την ίνα με προστατευτικά ρούχα και αθλητικό εξοπλισμό.
Εν συντομία για την προέλευση
Το μακρινό 1975, ένα υλικό που ονομάζεται Kevlar εισήχθη για πρώτη φορά στην αγορά και αμέσως άρχισε να απολαμβάνει τεράστιας ζήτησης, η οποία αυξάνεται μόνο καθημερινά. Αυτό το μοναδικό πολυμερές αποκτήθηκε στα εργαστήρια της παγκοσμίου φήμης εταιρείας DuPont. Επίσημα, η δημιουργός του θεωρείται η χημικός Stephanie Kwolek.
Εκείνη την εποχή, χρησιμοποιήθηκε για ελαστικά ως ενισχυτικό υλικό. Αργότερα, βρήκε εφαρμογή σε διάφορα σύνθετα υλικά, αθλητικό εξοπλισμό και προϊόντα καλωδίων. Το ύφασμα Kevlar άρχισε να χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατομικού προστατευτικού εξοπλισμού.
Παραγωγή υφάσματος Kevlar
Έχοντας αρχικά μάθει για αυτό το υλικό, πολλοί άνθρωποι θέτουν το ερώτημα από τι να φτιάξουν το Kevlar. Για να το λάβουν, λαμβάνεται ένα διάλυμα χλωριούχου ασβεστίου και μεθυλοπυρρολιδόνης. Προστίθενται ειδικά αντιδραστήρια σε αυτό, απελευθερώνοντας μια ασυνήθιστη ουσία με τις ιδιότητες των υγρών κρυστάλλων. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Εξωτερικά, το προκύπτον πολυμερές είναι ένα ψίχουλο ή τζελ που πλένεται και στεγνώνει. Στη συνέχεια, διέρχεται από περιστρεφόμενα πλέγματα, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται ίνες και στη συνέχεια να λαμβάνονται σπειρώματα. Δεν είναι δύσκολο να μαντέψει κανείς τι είναι τα σπειρώματα Kevlar. Οι λαμβανόμενες ίνες στρίβονται σε σπειρώματα, τα οποία ήδη αποτελούν το τελικό προϊόν. Μετά από αυτό, αποστέλλονται για δεύτερη φορά στο λουτρό καθίζησης, πλένονται και στεγνώνουν.
Παρακαλώ σημειώστε! Δεδομένου ότι η παραγωγή του Kevlar συνεπάγεται σημαντικές δυσκολίες, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης θειικού οξέος, η διαδικασία είναι πολύ ακριβή.
Τεχνικά χαρακτηριστικά και ιδιότητες
Τα τεχνικά χαρακτηριστικά και οι ιδιότητες του Kevlar είναι πραγματικά μοναδικά. Το κύριο χαρακτηριστικό θεωρείται η υψηλή μηχανική αντοχή. Ταυτόχρονα, η μάζα και η πυκνότητα είναι σχετικά χαμηλές.
Το Kevlar είναι ένα υλικό με μοναδική αντοχή στο τέντωμα και ικανότητα αυτοσβέσης. Ταυτόχρονα, δεν καίγεται ούτε λιώνει. Μόνο σε θερμοκρασίες άνω των 430 βαθμών αρχίζει να αποσυντίθεται. Ως αποτέλεσμα της έκθεσης σε υψηλές θερμοκρασίες, όχι αμέσως, αλλά μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, αρχίζει να χάνει την αντοχή του.
Είναι ανθεκτικό σε οργανικούς διαλύτες και διάβρωση, και έχει υψηλό μέτρο ελαστικότητας. Υπό την επίδραση χαμηλών θερμοκρασιών, όχι μόνο δεν φθείρεται, αλλά αντίθετα, γίνεται ισχυρότερο. Είναι ανθεκτικό σε κοψίματα και έχει χαμηλή ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Περιοχές εφαρμογής του Kevlar
Παρά την ευρεία χρήση και ζήτηση του, δεν γνωρίζουν πολλοί άνθρωποι τι είναι το Kevlar. Αν και αυτή η ίνα υψηλής αντοχής έχει βρει μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών εδώ και πολλές δεκαετίες.
Το Kevlar χρησιμοποιείται κυρίως σε περιοχές όπου τα ακόλουθα χαρακτηριστικά είναι σημαντικά:
- αντοχή στη φθορά;
- θερμική σταθερότητα;
- χαμηλή δομική σκληρότητα.
- σημαντική ελαφρότητα
- καλή αντοχή σε χαμηλό βάρος.
Επομένως, είναι λογικό το ύφασμα Kevlar να χρησιμοποιείται για την κατασκευή ατομικού προστατευτικού εξοπλισμού, διαφόρων ενδυμάτων για στρατιωτικό προσωπικό και ειδικές δυνάμεις.
Αεροπορική βιομηχανία
Οι ιδιότητες του Kevlar, το είδος του υλικού που είναι, είναι γνωστές στην αεροπορική βιομηχανία. Χρησιμοποιείται στην παραγωγή μιας σειράς μη επανδρωμένων αεροσκαφών για την παροχή προστασίας.
Προσωπικός προστατευτικός εξοπλισμός
Οι μηχανικές ιδιότητες καθιστούν τις ίνες Kevlar κατάλληλες για την παραγωγή ατομικής θωράκισης. Από αυτές κατασκευάζονται κράνη μάχης, αλεξίσφαιρα γιλέκα και βαλλιστικές μάσκες για την προστασία του προσώπου.
Χάρη στην πανοπλία Kevlar, οι ένοπλες δυνάμεις διαφόρων χωρών δημιουργούν ειδικές αλεξίσφαιρες μάσκες και κουκούλες για τα πληρώματα τεθωρακισμένων οχημάτων. Επιπλέον, με τη βοήθεια του Kevlar πραγματοποιείται η θωράκιση των αεροπλανοφόρων κλάσης Nimitz.
Τα αλεξίσφαιρα γιλέκα από ίνες Kevlar θεωρούνται δικαίως η υψηλότερη ποιότητα. Μια τέτοια θωράκιση μπορεί να παρέχει προστασία από τα χτυπήματα των ψυχρών όπλων, να αποδυναμώσει την πρόσκρουση των σφαιρών και να προστατεύσει από τη διείσδυση και την εξάπλωση θραυσμάτων. Η προστασία παρέχεται λόγω της μοναδικής ελαφρότητας, αντοχής και σχετικής ανθεκτικότητας του χρησιμοποιούμενου υλικού.
Ταυτόχρονα, όταν δίνεται προτίμηση σε προϊόντα Kevlar, όπως τα αλεξίσφαιρα γιλέκα, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι το πολυμερές έχει ορισμένες πτυχές. Δεδομένου ότι η θωράκιση είναι μαλακή, δεν θα είναι σε θέση να προστατεύσει από ένα άμεσο πυροβολισμό ή ένα διαπεραστικό χτύπημα με μαχαίρι ή σουβλί. Για τέτοιους σκοπούς, αναπτύσσονται ειδικά μοντέλα με ειδικά άκαμπτα πάνελ. Ένα άλλο μειονέκτημα είναι η φωτοευαισθησία. Με συνεχή και παρατεταμένη έκθεση στο ηλιακό φως, το υλικό αρχίζει σταδιακά να φθείρεται.
Δεδομένου ότι το νήμα Kevlar θεωρείται ακριβό υλικό, δεν έχει ακόμη συμβεί μια γενική «Kevlarization». Μόνο οι οικονομικά ανεπτυγμένες χώρες μπορούν να αντέξουν οικονομικά να εξοπλίσουν τους στρατούς και τις μονάδες τους με απτικά προϊόντα κατασκευασμένα από αυτό το υλικό.
Προστασία χεριών
Τα τακτικά γάντια με ένθετα πλάκας Kevlar χρησιμοποιούνται για την προστασία των χεριών από ζημιές κατά τη σύγκρουση με τα δόντια του εχθρού, καθώς και για τη σημαντική αύξηση της πρόσκρουσης. Τέτοια γάντια ονομάζονται επίσης ένα είδος σύγχρονου αναλόγου των ορειχάλκινων αρθρώσεων. Τέτοια αξεσουάρ έχουν μεγάλη ζήτηση μεταξύ των εργαζομένων εξειδικευμένων μονάδων, καθώς και των λάτρεις των ακραίων σπορ, των λάτρεις της υπαίθρου και των μαχητών του δρόμου. Αυτή η δημοτικότητα εξηγείται από την ανθεκτικότητα, την αντοχή στην υγρασία και τις ζημιές, καθώς και τη ζεστασιά. Τα χέρια με τέτοια γάντια θα προστατεύονται πλήρως.
Αθλητικός εξοπλισμός
Τα σνόουμπορντ, οι βάρκες, τα κουπιά, τα σκι και τα αθλητικά κράνη από κέβλαρ είναι ελαφριά και εξαιρετικά ανθεκτικά. Τα αθλητικά είδη που κατασκευάζονται από αυτό το υλικό προτιμώνται τόσο από ερασιτέχνες όσο και από επαγγελματίες αθλητές.
Αυτό το υλικό βοηθά στην ελαχιστοποίηση της μετάδοσης των κραδασμών, εξασφαλίζοντας αντοχή σε φορτία παραμόρφωσης χωρίς ζημιές. Ως αποτέλεσμα της πλαστικότητας του υλικού, τα προϊόντα προστατεύονται από διάφορες σοβαρές ζημιές, σύνθλιψη. Επιπλέον, είναι απολύτως ασφαλές και αξιόπιστο ακόμη και υπό την επίδραση υψηλών φορτίων κρούσης.
Μεταξύ άλλων, το Kevlar χρησιμοποιείται για την επένδυση ορισμένων ελαστικών ποδηλάτων. Είναι αυτό που ελαχιστοποιεί τον κίνδυνο τρυπήματος. Στρώσεις Kevlar προστίθενται στις ρακέτες του πινγκ πονγκ. Αυτό αυξάνει την ανάκαμψη και μειώνει το βάρος. Το υλικό χρησιμοποιείται για την κατασκευή ασφαλών ενδυμάτων για τους μοτοσικλετιστές. Χρησιμοποιείται ειδικά για την αντικατάσταση πλαστικών στοιχείων για την προστασία των ώμων και των αγκώνων.
Άλλοι τομείς εφαρμογής
Οι υψηλοί δείκτες χημικής και μηχανικής σταθερότητας, καθώς και η αντοχή του Kevlar εξασφαλίζουν την ευρεία εφαρμογή του σε διάφορους τομείς. Αυτό το υλικό θεωρείται ένα από τα πιο υψηλής τεχνολογίας στον σύγχρονο κόσμο.
Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιείται για τους ακόλουθους σκοπούς:
- Ως ενισχυτική ίνα - χρησιμοποιείται για να κάνει το υλικό ελαφρύ και ανθεκτικό. Χρησιμοποιείται για την ενίσχυση των καλωδίων και την προστασία τους από θραύση και τέντωμα.
- Στη διαδικασία παραγωγής ορθοπεδικών προθέσεων.
- Για την παραγωγή σχοινιών - τα προϊόντα διακρίνονται για την αντοχή τους στη διάβρωση, την αξιοπιστία, το χαμηλό βάρος και τη μη αγωγιμότητα. Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών, τα σχοινιά χρησιμοποιούνται ευρέως στη ναυπηγική βιομηχανία και την εξόρυξη, αντικαθιστώντας τα χαλύβδινα καλώδια.
- Για να ληφθεί ένα υβριδικό υλικό που ονομάζεται άνθρακας-κεβλάρ, χρησιμοποιείται για την κατασκευή κύτων σκαφών που είναι ικανά να αναπτύξουν σημαντικές ταχύτητες.
- Για την παραγωγή του νεότερου υπερανθεκτικού δομικού υλικού που ονομάζεται σκυρόδεμα Kevlar - χρησιμοποιείται για την κατασκευή πλακών οδοστρώματος, πέτρας πρόσοψης για τοίχους, μνημεία, κράσπεδα, σκαλοπάτια και πολλά άλλα. Ταυτόχρονα, τέτοια δομικά υλικά είναι αρκετά ακριβά λόγω του Kevlar που χρησιμοποιείται.
- Για την παραγωγή πετονιάς - εάν ένα άτομο ασχολείται επαγγελματικά με την αλιεία, τότε προτιμά μόνο τον υψηλής ποιότητας εξοπλισμό. Επίσης, ένα γάντι Kevlar θα είναι απαραίτητο για την αλιεία, ειδικά όταν αλιεύετε γατόψαρο ή λούτσο.
- Για την κατασκευή προστασίας στροφαλοθαλάμου - παρέχει υψηλό επίπεδο αντοχής σε μηχανικές βλάβες. Είναι θερμοσταθερό και έχει υψηλό βαθμό αντοχής σε χημικές ουσίες. Ταυτόχρονα, το σύνθετο υλικό Kevlar είναι συγκριτικά φθηνότερο.
Η ίνα Kevlar χρησιμοποιείται σε μια ποικιλία τομέων σήμερα. Είναι σχεδόν αδύνατο να φανταστεί κανείς την παθητική προστασία χωρίς αυτό το υλικό, και τα αλεξίσφαιρα γιλέκα και τα κράνη έχουν ήδη σώσει πολλές ζωές.
